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我想，對於各位使用面向對象編程語言的程序員來說，“接口”這個名詞一定不陌生，但是不知各位有沒有這樣的疑惑：接口有什麼用途？它和抽象類有什麼區別？能不能用抽象類代替接口呢？而且，作爲程序員，一定經常聽到“面向接口編程”這個短語，那麼它是什麼意思？有什麼思想內涵？和麪向對象編程是什麼關係？本文將一一解答這些疑問。
1.面向接口編程和麪向對象編程是什麼關係
首先，面向接口編程和麪向對象編程並不是平級的，它並不是比面向對象編程更先進的一種獨立的編程思想，而是附屬於面向對象思想體系，屬於其一部分。或者說，它是面向對象編程體系中的思想精髓之一。
2.接口的本質
接口，在表面上是由幾個沒有主體代碼的方法定義組成的集合體，有唯一的名稱，可以被類或其他接口所實現（或者也可以說繼承）。它在形式上可能是如下的樣子：
interface InterfaceName
{
void Method1();
void Method2(int para1);
void Method3(string para2,string para3);
}
那麼，接口的本質是什麼呢？或者說接口存在的意義是什麼。我認爲可以從以下兩個視角考慮：
==1）接口是一組規則的集合，==它規定了實現本接口的類或接口必須擁有的一組規則。體現了自然界“如果你是……則必須能……”的理念。
例如，在自然界中，人都能吃飯，即“如果你是人，則必須能吃飯”。那麼模擬到計算機程序中，就應該有一個IPerson（習慣上，接口名由“I”開頭）接口，並有一個方法叫Eat（），然後我們規定，每一個表示“人”的類，必須實現IPerson接口，這就模擬了自然界“如果你是人，則必須能吃飯”這條規則。
從這裏，我想各位也能看到些許面向對象思想的東西。面向對象思想的核心之一，就是模擬真實世界，把真實世界中的事物抽象成類，整個程序靠各個類的實例互相通信、互相協作完成系統功能，這非常符合真實世界的運行狀況，也是面向對象思想的精髓。
== 2）接口是在一定粒度視圖上同類事物的抽象表示。==注意這裏我強調了在一定粒度視圖上，因爲“同類事物”這個概念是相對的，它因爲粒度視圖不同而不同。
例如，在我的眼裏，我是一個人，和一頭豬有本質區別，我可以接受我和我同學是同類這個說法，但絕不能接受我和一頭豬是同類。但是，如果在一個動物學家眼裏，我和豬應該是同類，因爲我們都是動物，他可以認爲“人”和“豬”都實現了IAnimal這個接口，而他在研究動物行爲時，不會把我和豬分開對待，而會從“動物”這個較大的粒度上研究，但他會認爲我和一棵樹有本質區別。
現在換了一個遺傳學家，情況又不同了，因爲生物都能遺傳，所以在他眼裏，我不僅和豬沒區別，和一隻蚊子、一個細菌、一顆樹、一個蘑菇乃至一個SARS病毒都沒什麼區別，因爲他會認爲我們都實現了IDescendable這個接口（注：descend vi. 遺傳），即我們都是可遺傳的東西，他不會分別研究我們，而會將所有生物作爲同類進行研究，在他眼裏沒有人和病毒之分，只有可遺傳的物質和不可遺傳的物質。但至少，我和一塊石頭還是有區別的。
可不幸的事情發生了，某日，地球上出現了一位偉大的人，他叫列寧，他在熟讀馬克思、恩格斯的辯證唯物主義思想鉅著後，頗有心得，於是他下了一個著名的定義：所謂物質，就是能被意識所反映的客觀實在。至此，我和一塊石頭、一絲空氣、一條成語和傳輸手機信號的電磁場已經沒什麼區別了，因爲在列寧的眼裏，我們都是可以被意識所反映的客觀實在。如果列寧是一名程序員，他會這麼說：所謂物質，就是所有同時實現了“IReflectabe”和“IEsse”兩個接口的類所生成的實例。（注：reflect v. 反映 esse n. 客觀實在）
也許你會覺得我上面的例子像在瞎掰，但是，這正是接口得以存在的意義。面向對象思想和核心之一叫做多態性，什麼叫多態性？說白了就是在某個粒度視圖層面上對同類事物不加區別的對待而統一處理。而之所以敢這樣做，就是因爲有接口的存在。像那個遺傳學家，他明白所有生物都實現了IDescendable接口，那只要是生物，一定有Descend（）這個方法，於是他就可以統一研究，而不至於分別研究每一種生物而最終累死。
可能這裏還不能給你一個關於接口本質和作用的直觀印象。那麼在後文的例子和對幾個設計模式的解析中，你將會更直觀體驗到接口的內涵。
3.面向接口編程綜述
通過上文，我想大家對接口和接口的思想內涵有了一個瞭解，那麼什麼是面向接口編程呢？我個人的定義是：在系統分析和架構中，分清層次和依賴關係，每個層次不是直接向其上層提供服務（即不是直接實例化在上層中），而是通過定義一組接口，僅向上層暴露其接口功能，上層對於下層僅僅是接口依賴，而不依賴具體類。
這樣做的好處是顯而易見的，首先對系統靈活性大有好處。==當下層需要改變時，只要接口及接口功能不變，則上層不用做任何修改。==甚至可以在不改動上層代碼時將下層整個替換掉，就像我們將一個WD的60G硬盤換成一個希捷的160G的硬盤，計算機其他地方不用做任何改動，而是把原硬盤拔下來、新硬盤插上就行了，因爲計算機其他部分不依賴具體硬盤，而只依賴一個IDE接口，只要硬盤實現了這個接口，就可以替換上去。從這裏看，程序中的接口和現實中的接口極爲相似，所以我一直認爲，接口（interface）這個詞用的真是神似！
使用接口的另一個好處就是不同部件或層次的開發人員可以並行開工，就像造硬盤的不用等造CPU的，也不用等造顯示器的，只要接口一致，設計合理，完全可以並行進行開發，從而提高效率。
本篇文章先到這裏。最後我想再囉嗦一句：面向對象的精髓是模擬現實，這也可以說是我這篇文章的靈魂。所以，多從現實中思考面向對象的東西，對提高系統分析設計能力大有脾益。
下篇文章，我將用一個實例來展示接口編程的基本方法。
而第三篇，我將解析經典設計模式中的一些面向接口編程思想，並解析一下.NET分層架構中的面向接口思想。
對本文的補充：
仔細看了各位的回覆，非常高興能和大家一起討論技術問題。感謝給出肯定的朋友，也要感謝提出意見和質疑的朋友，這促使我更深入思考一些東西，希望能借此進步。在這裏我想補充一些東西，以討論一些回覆中比較集中的問題。
1.關於“面向接口編程”中的“接口”與具體面嚮對象語言中“接口”兩個詞
看到有朋友提出“面向接口編程”中的“接口”二字應該比單純編程語言中的interface範圍更大。我經過思考，覺得很有道理。這裏我寫的確實不太合理。我想，面嚮對象語言中的“接口”是指具體的一種代碼結構，例如C#中用interface關鍵字定義的接口。而“面向接口編程”中的“接口”可以說是一種從軟件架構的角度、從一個更抽象的層面上指那種用於隱藏具體底層類和實現多態性的結構部件。從這個意義上說，如果定義一個抽象類，並且目的是爲了實現多態，那麼我認爲把這個抽象類也稱爲“接口”是合理的。但是用抽象類實現多態合理不合理？在下面第二條討論。
概括來說，我覺得兩個“接口”的概念既相互區別又相互聯繫**。“面向接口編程”中的接口是一種思想層面的用於實現多態性、提高軟件靈活性和可維護性的架構部件**，而具體語言中的“接口”是將這種思想中的部件具體實施到代碼裏的手段。
2.關於抽象類與接口
看到回覆中這是討論的比較激烈的一個問題。很抱歉我考慮不周沒有在文章中討論這個問題。我個人對這個問題的理解如下：
如果單從具體代碼來看，對這兩個概念很容易模糊，甚至覺得接口就是多餘的，因爲單從具體功能來看，除多重繼承外（C#，Java中），抽象類似乎完全能取代接口。但是，難道接口的存在是爲了實現多重繼承？當然不是。我認爲，抽象類和接口的區別在於使用動機。使用抽象類是爲了代碼的複用，而使用接口的動機是爲了實現多態性。所以，如果你在爲某個地方該使用接口還是抽象類而猶豫不決時，那麼可以想想你的動機是什麼。
看到有朋友對IPerson這個接口的質疑，我個人的理解是，IPerson這個接口該不該定義，關鍵看具體應用中是怎麼個情況。如果我們的項目中有Women和Man，都繼承Person，而且Women和Man絕大多數方法都相同，只有一個方法DoSomethingInWC（）不同（例子比較粗俗，各位見諒），那麼當然定義一個AbstractPerson抽象類比較合理，因爲它可以把其他所有方法都包含進去，子類只定義DoSomethingInWC（），大大減少了重複代碼量。
但是，如果我們程序中的Women和Man兩個類基本沒有共同代碼，而且有一個PersonHandle類需要實例化他們，並且不希望知道他們是男是女，而只需把他們當作人看待，並實現多態，那麼定義成接口就有必要了。
總而言之，接口與抽象類的區別主要在於使用的動機，而不在於其本身。而一個東西該定義成抽象類還是接口，要根據具體環境的上下文決定。
再者，我認爲接口和抽象類的另一個區別在於，抽象類和它的子類之間應該是一般和特殊的關係，而接口僅僅是它的子類應該實現的一組規則。（當然，有時也可能存在一般與特殊的關係，但我們使用接口的目的不在這裏）如，交通工具定義成抽象類，汽車、飛機、輪船定義成子類，是可以接受的，因爲汽車、飛機、輪船都是一種特殊的交通工具。再譬如Icomparable接口，它只是說，實現這個接口的類必須要可以進行比較，這是一條規則。如果Car這個類實現了Icomparable，只是說，我們的Car中有一個方法可以對兩個Car的實例進行比較，可能是比哪輛車更貴，也可能比哪輛車更大，這都無所謂，但我們不能說“汽車是一種特殊的可以比較”，這在文法上都不通。
通過上一篇文章的討論，我想各位朋友對“面接接口編程”有了一個大致的瞭解。那麼在這一篇裏，我們用一個例子，讓各位對這個重要的編程思想有個直觀的印象。爲充分考慮到初學者，所以這個例子非常簡單，望各位高手見諒。
問題的提出
定義：現在我們要開發一個應用，模擬移動存儲設備的讀寫，即計算機與U盤、MP3、移動硬盤等設備進行數據交換。
上下文（環境）：已知要實現U盤、MP3播放器、移動硬盤三種移動存儲設備，要求計算機能同這三種設備進行數據交換，並且以後可能會有新的第三方的移動存儲設備，所以計算機必須有擴展性，能與目前未知而以後可能會出現的存儲設備進行數據交換。各個存儲設備間讀、寫的實現方法不同，U盤和移動硬盤只有這兩個方法，MP3Player還有一個PlayMusic方法。
名詞定義：數據交換={讀，寫}
看到上面的問題，我想各位腦子中一定有了不少想法，這是個很好解決的問題，很多方案都能達到效果。下面，我列舉幾個典型的方案。
解決方案列舉
**方案一：**分別定義FlashDisk、MP3Player、MobileHardDisk三個類，實現各自的Read和Write方法。然後在Computer類中實例化上述三個類，爲每個類分別寫讀、寫方法。例如，爲FlashDisk寫ReadFromFlashDisk、WriteToFlashDisk兩個方法。總共六個方法。
**方案二：**定義抽象類MobileStorage，在裏面寫虛方法Read和Write，三個存儲設備繼承此抽象類，並重寫Read和Write方法。Computer類中包含一個類型爲MobileStorage的成員變量，併爲其編寫get/set器，這樣Computer中只需要兩個方法：ReadData和WriteData，並通過多態性實現不同移動設備的讀寫。
**方案三：**與方案二基本相同，只是不定義抽象類，而是定義接口IMobileStorage，移動存儲器類實現此接口。Computer中通過依賴接口IMobileStorage實現多態性。
**方案四：**定義接口IReadable和IWritable，兩個接口分別只包含Read和Write，然後定義接口IMobileStorage接口繼承自IReadable和IWritable，剩下的實現與方案三相同。
下面，我們來分析一下以上四種方案：
首先，方案一最直白，實現起來最簡單，但是它有一個致命的弱點：可擴展性差。或者說，不符合“開放-關閉原則”（注：意爲對擴展開放，對修改關閉）。當將來有了第三方擴展移動存儲設備時，必須對Computer進行修改。這就如在一個真實的計算機上，爲每一種移動存儲設備實現一個不同的插口、並分別有各自的驅動程序。當有了一種新的移動存儲設備後，我們就要將計算機大卸八塊，然後增加一個新的插口，在編寫一套針對此新設備的驅動程序。這種設計顯然不可取。
此方案的另一個缺點在於，冗餘代碼多。如果有100種移動存儲，那我們的Computer中豈不是要至少寫200個方法，這是不能接受的！
我們再來看方案二和方案三，之所以將這兩個方案放在一起討論，是因爲他們基本是一個方案（從思想層面上來說），只不過實現手段不同，一個是使用了抽象類，一個是使用了接口，而且最終達到的目的應該是一樣的。
我們先來評價這種方案：首先它解決了代碼冗餘的問題，因爲可以動態替換移動設備，並且都實現了共同的接口，所以不管有多少種移動設備，只要一個Read方法和一個Write方法，多態性就幫我們解決問題了。而對第一個問題，由於可以運行時動態替換，而不必將移動存儲類硬編碼在Computer中，所以有了新的第三方設備，完全可以替換進去運行。這就是所謂的“依賴接口，而不是依賴與具體類”，不信你看看，Computer類只有一個MobileStorage類型或IMobileStorage類型的成員變量，至於這個變量具體是什麼類型，它並不知道，這取決於我們在運行時給這個變量的賦值。如此一來，Computer和移動存儲器類的耦合度大大下降。
那麼這裏該選抽象類還是接口呢？還記得第一篇文章我對抽象類和接口選擇的建議嗎？看動機。這裏，我們的動機顯然是實現多態性而不是爲了代碼複用，所以當然要用接口。
最後我們再來看一看方案四，它和方案三很類似，只是將“可讀”和“可寫”兩個規則分別抽象成了接口，然後讓IMobileStorage再繼承它們。這樣做，顯然進一步提高了靈活性，但是，這有沒有設計過度的嫌疑呢？我的觀點是：這要看具體情況。如果我們的應用中可能會出現一些類，這些類只實現讀方法或只實現寫方法，如只讀光盤，那麼這樣做也是可以的。如果我們知道以後出現的東西都是能讀又能寫的，那這兩個接口就沒有必要了。其實如果將只讀設備的Write方法留空或拋出異常，也可以不要這兩個接口。總之一句話：理論是死的，人是活的，一切從現實需要來，防止設計不足，也要防止設計過度。
在這裏，我們姑且認爲以後的移動存儲都是能讀又能寫的，所以我們選方案三。
實現
下面，我們要將解決方案加以實現。我選擇的語言是C#，但是在代碼中不會用到C#特有的性質，所以使用其他語言的朋友一樣可以參考。
首先編寫IMobileStorage接口：
Code：IMobileStorage
namespace InterfaceExample
{
public interface IMobileStorage
{
void Read();//從自身讀數據
void Write();//將數據寫入自身
}
}
代碼比較簡單，只有兩個方法，沒什麼好說的，接下來是三個移動存儲設備的具體實現代碼：
U盤
Code：FlashDisk
namespace InterfaceExample
{
public class FlashDisk : IMobileStorage
{
public void Read()
{
Console.WriteLine("Reading from FlashDisk……");
Console.WriteLine("Read finished!");
}
public void Write()
{
Console.WriteLine("Writing to FlashDisk……");
Console.WriteLine("Write finished!");
}
}
}
MP3
Code：MP3Player
namespace InterfaceExample
{
public class MP3Player : IMobileStorage
{
public void Read()
{
Console.WriteLine("Reading from MP3Player……");
Console.WriteLine("Read finished!");
}
public void Write()
{
Console.WriteLine("Writing to MP3Player……");
Console.WriteLine("Write finished!");
}
public void PlayMusic()
{
Console.WriteLine("Music is playing……");
}
}
}
移動硬盤
Code：MobileHardDisk
namespace InterfaceExample
{
public class MobileHardDisk : IMobileStorage
{
public void Read()
{
Console.WriteLine("Reading from MobileHardDisk……");
Console.WriteLine("Read finished!");
}
public void Write()
{
Console.WriteLine("Writing to MobileHardDisk……");
Console.WriteLine("Write finished!");
}
}
}
可以看到，它們都實現了IMobileStorage接口，並重寫了各自不同的Read和Write方法。下面，我們來寫Computer：
Code：Computer
namespace InterfaceExample
{
public class Computer
{
private IMobileStorage _usbDrive;
public IMobileStorage UsbDrive
{
get
{
return this._usbDrive;
}
set
{
this._usbDrive = value;
}
}
public Computer()
{
}
public Computer(IMobileStorage usbDrive)
{
this.UsbDrive = usbDrive;
}
public void ReadData()
{
this._usbDrive.Read();
}
public void WriteData()
{
this._usbDrive.Write();
}
}
}
其中的UsbDrive就是可替換的移動存儲設備，之所以用這個名字，是爲了讓大家覺得直觀，就像我們平常使用電腦上的USB插口插拔設備一樣。
OK！下面我們來測試我們的“電腦”和“移動存儲設備”是否工作正常。我是用的C#控制檯程序，具體代碼如下：
Code：測試代碼
1namespace InterfaceExample
2{
3 class Program
4 {
5 static void Main(string[] args)
6 {
7 Computer computer = new Computer();
8 IMobileStorage mp3Player = new MP3Player();
9 IMobileStorage flashDisk = new FlashDisk();
10 IMobileStorage mobileHardDisk = new MobileHardDisk();
11
12 Console.WriteLine("I inserted my MP3 Player into my computer and copy some music to it:");
13 computer.UsbDrive = mp3Player;
14 computer.WriteData();
15 Console.WriteLine();
16
17 Console.WriteLine("Well,I also want to copy a great movie to my computer from a mobile hard disk:");
18 computer.UsbDrive = mobileHardDisk;
19 computer.ReadData();
20 Console.WriteLine();
21
22 Console.WriteLine("OK!I have to read some files from my flash disk and copy another file to it:");
23 computer.UsbDrive = flashDisk;
24 computer.ReadData();
25 computer.WriteData();
26 Console.ReadLine();
27 }
28 }
29}
現在編譯、運行程序，如果沒有問題，將看到如下運行結果：
圖2.1 各種移動存儲設備測試結果
好的，看來我們的系統工作良好。
後來……
剛過了一個星期，就有人送來了新的移動存儲設備NewMobileStorage，讓我測試能不能用，我微微一笑，心想這不是小菜一碟，讓我們看看面向接口編程的威力吧！將測試程序修改成如下：
Code：測試代碼
1namespace InterfaceExample
2{
3 class Program
4 {
5 static void Main(string[] args)
6 {
7 Computer computer = new Computer();
8 IMobileStorage newMobileStorage = new NewMobileStorage();
9
10 Console.WriteLine("Now,I am testing the new mobile storage:");
11 computer.UsbDrive = newMobileStorage;
12 computer.ReadData();
13 computer.WriteData();
14 Console.ReadLine();
15 }
16 }
17}
編譯、運行、看結果：
哈哈，神奇吧，Computer一點都不用改動，就可以使新的設備正常運行。這就是所謂“對擴展開放，對修改關閉”。
圖2.2 新設備擴展測試結果
又過了幾天，有人通知我說又有一個叫SuperStorage的移動設備要接到我們的Computer上，我心想來吧，管你是“超級存儲”還是“特級存儲”，我的“面向接口編程大法”把你們統統搞定。
但是，當設備真的送來，我傻眼了，開發這個新設備的團隊沒有拿到我們的IMobileStorage接口，自然也沒有遵照這個約定。這個設備的讀、寫方法不叫Read和Write，而是叫rd和wt，這下完了……不符合接口啊，插不上。但是，不要着急，我們回到現實來找找解決的辦法。我們一起想想：如果你的Computer上只有USB接口，而有人拿來一個PS/2的鼠標要插上用，你該怎麼辦？想起來了吧，是不是有一種叫“PS/2-USB”轉換器的東西？也叫適配器，可以進行不同接口的轉換。對了！程序中也有轉換器。
這裏，我要引入一個設計模式，叫“Adapter”。它的作用就如現實中的適配器一樣，把接口不一致的兩個插件接合起來。由於本篇不是講設計模式的，而且Adapter設計模式很好理解，所以我就不細講了，先來看我設計的類圖吧：
如圖所示，雖然SuperStorage沒有實現IMobileStorage，但我們定義了一個實現IMobileStorage的SuperStorageAdapter，它聚合了一個SuperStorage，並將rd和wt適配爲Read和Write，SuperStorageAdapter
圖2.3 Adapter模式應用示意
具體代碼如下：
Code：SuperStorageAdapter
1namespace InterfaceExample
2{
3 public class SuperStorageAdapter : IMobileStorage
4 {
5 private SuperStorage _superStorage;
6
7 public SuperStorage SuperStorage
8 {
9 get
10 {
11 return this._superStorage;
12 }
13 set
14 {
15 this._superStorage = value;
16 }
17 }
18
19 public void Read()
20 {
21 this._superStorage.rd();
22 }
23
24 public void Write()
25 {
26 this._superStorage.wt();
27 }
28 }
29}
好，現在我們來測試適配過的新設備，測試代碼如下：
Code：測試代碼
1namespace InterfaceExample
2{
3 class Program
4 {
5 static void Main(string[] args)
6 {
7 Computer computer = new Computer();
8 SuperStorageAdapter superStorageAdapter = new SuperStorageAdapter();
9 SuperStorage superStorage = new SuperStorage();
10 superStorageAdapter.SuperStorage = superStorage;
11
12 Console.WriteLine("Now,I am testing the new super storage with adapter:");
13 computer.UsbDrive = superStorageAdapter;
14 computer.ReadData();
15 computer.WriteData();
16 Console.ReadLine();
17 }
18 }
19}
運行後會得到如下結果：
圖2.4 利用Adapter模式運行新設備測試結果
OK！雖然遇到了一些困難，不過在設計模式的幫助下，我們還是在沒有修改Computer任何代碼的情況下實現了新設備的運行。
好了，理論在第一篇講得足夠多了，所以這裏我就不多講了。希望各位朋友結合第一篇的理論和這個例子，仔細思考面向接口的問題。當然，不要忘了結合現實。